(57)【要約】【課題】ノズル内部のインクを大気に晒すことなく、インクの増粘を抑制する。【解決手段】インクを吐出するための複数のインク吐出口と、前記インク吐出口に連通するノズル部とを有する記録ヘッドを備え、記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置において、前記インク吐出口を含むフェイス面に当接して当該吐出口面を外気から遮断するキャッピング手段を有し、前記キャッピング手段は前記インク吐出口から前記ノズル部内に進入可能な複数の突起部を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するための複数のインク吐出口と、前記インク吐出口に連通するノズル部とを有する記録ヘッドを備え、記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置において、
前記インク吐出口を含むフェイス面に当接して当該吐出口面を外気から遮断するキャッピング手段を有し、
前記キャッピング手段は前記インク吐出口から前記ノズル部内に進入可能な複数の突起部を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記キャッピング手段は、前記突起部がノズル部内に進入してキャッピングすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記複数の突起部は、隣接するインク吐出口の離間距離と同じ間隔で設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記キャッピング手段は、前記突起部を前記ノズル部に進入させる際に前記インク吐出口の位置を検出する少なくとも１つのセンサを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記突起部は、前記キャッピング手段における前記フェイス面に対向する面部に設けられ、前記インク吐出口より多く設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記突起部は、隣接するインク吐出口の離間距離より小さい間隔で設けられていることを特徴とする請求項１、２、又は５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記突起部は、その先端部の断面積が前記吐出口の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記突起部は、その先端部の断面積が前記インク吐出口の開口面積よりも小さく、基部になるほど大きくなる形状を有し、前記基部側に前記インク吐出口の面積より大きい断面積を有する部位を設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記記録ヘッドは、前記インクを吐出するための熱エネルギーを発生するヒータ部と、前記ヒータ部を駆動する駆動手段とを備え、
前記突起部は、前記ノズル部内に進入した状態で前記ヒータ部まで到達する長さを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記突起部に付着したインクを除去するクリーニング手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記ノズル部内には、前記ヒータ部の一部にまで延び、前記インク吐出口側を自由端、インク吐出口とは反対側を基部とする弁部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記突起部は、その先端部が前記弁部材の自由端の近傍位置まで進入することを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に、記録ヘッドの非作動時や待機時にインクが外気に晒されることによって粘度が増加するのを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクジェットプリンタにおいて不吐出ノズルの発生が問題となっている。この不吐出ノズルの発生原因は、インク吐出口付近にあるインクが大気に晒されているためにインクの粘度が増加すること（以下、インク増粘ともいう。）にある。
【０００３】
現状では、インク増粘が発生しても画像に影響が出ないように最適化したシーケンスでヘッド回復処理を実行することによって不吐出ノズルの発生を防止している（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
特許文献２については、ノズル内に突起を有しているが、ノズル内に進入させる着想は全くなく、進入できる構造にもなっていないため、本発明とは異なっている。
【特許文献１】特開２００１−１１３７３２号公報
【特許文献２】特開平８−０２０１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高解像度の記録ヘッドはノズル面積が小さいため、ノズル内部のインク増粘が早く進行してしまう。このために、印字中に何回も回復処理を行ってインク増粘を防止する必要が出てくるが、回復処理回数が多くなることはプリンタのスループット低下につながる虞がある。
【０００６】
また、顔料インクなど粘度の高いインク、定着性向上のための乾燥しやすいインクの使用も同様にインク増粘が早く進んでしまう要因の１つになっている。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、記録ヘッドの非作動時や待機時に突起部をノズル内部に進入させてインク吐出口をキャッピングすることで、ノズル内部のインクを大気に晒すことがなく、インクの増粘を抑制する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インクを吐出するための複数のインク吐出口と、前記インク吐出口に連通するノズル部とを有する記録ヘッドを備え、記録媒体にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置において、前記インク吐出口を含むフェイス面に当接して当該吐出口面を外気から遮断するキャッピング手段を有し、前記キャッピング手段は前記インク吐出口から前記ノズル部内に進入可能な複数の突起部を有する。
【０００９】
また、好ましくは、前記キャッピング手段は、前記突起部がノズル部内に進入してキャッピングする。
【００１０】
また、好ましくは、前記複数の突起部は、隣接するインク吐出口の離間距離と同じ間隔で設けられている。
【００１１】
また、好ましくは、前記キャッピング手段は、前記突起部を前記ノズル部に進入させる際に前記インク吐出口の位置を検出する少なくとも１つのセンサを有する。
【００１２】
また、好ましくは、前記突起部は、前記キャッピング手段における前記フェイス面に対向する面部に設けられ、前記インク吐出口より多く設けられている。
【００１３】
また、好ましくは、前記突起部は、隣接するインク吐出口の離間距離より小さい間隔で設けられている。
【００１４】
また、好ましくは、前記突起部は、その先端部の断面積が前記吐出口の面積よりも小さい。
【００１５】
また、好ましくは、前記突起部は、その先端部の断面積が前記インク吐出口の開口面積よりも小さく、基部になるほど大きくなる形状を有し、前記基部側に前記インク吐出口の面積より大きい断面積を有する部位を設けた。
【００１６】
また、好ましくは、前記記録ヘッドは、前記インクを吐出するための熱エネルギーを発生するヒータ部と、前記ヒータ部を駆動する駆動手段とを備え、前記突起部は、前記ノズル部内に進入した状態で前記ヒータ部まで到達する長さを有する。
【００１７】
また、好ましくは、前記突起部に付着したインクを除去するクリーニング手段を更に有する。
【００１８】
また、好ましくは、前記ノズル部内には、前記ヒータ部の一部にまで延び、前記インク吐出口側を自由端、インク吐出口とは反対側を基部とする弁部材が設けられている。
【００１９】
また、好ましくは、前記突起部は、その先端部が前記弁部材の自由端の近傍位置まで進入する。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、記録ヘッドの非作動時や待機時に突起部をノズル内部に進入させてインク吐出口をキャッピングすることで、ノズル内部のインクを大気に晒すことがなく、インクの増粘を抑制することができる。
【００２１】
また、弁近傍に突起を侵入させることで、弁とヒータ間のインク増粘があった場合にも、それを移動せしめて安定した画像が得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００２３】
尚、本発明は、ノズルに付着した増粘インクを除去するという技術思想とは異なり、インクが増粘しないよう前もって対処することを趣旨としている。よって、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２４】
図１（ａ）は本発明を実施した一形態であるインクジェット記録装置１の外観図であり、主な要素として記録ヘッド、搬送系、回復系、これらを制御する電気回路などのハードウェアやプログラムなどのソフトウェアからなる制御系を有している。
【００２５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の装置内部に設けられる記録ヘッド及びキャッピング部材を示す斜視図であり、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色ごとに記録ヘッド４が設けられ、各記録ヘッドはインクを吐出するための熱エネルギーを発生するヒータ部やヒータ部を駆動する駆動手段が搭載され、各記録ヘッドごとにキャッピング部材５が着脱可能に配設される。キャッピング部材５は記録ヘッドのインク吐出口からノズル内に進入可能な複数の突起部３を有する。
【００２６】
図２は、記録ヘッドをキャッピングした状態（ａ）と印字状態（ｂ）の概略図である。
【００２７】
図１のインクジェット記録装置１において、キャッピング部材５が記録ヘッド４をキャッピングした状態（ａ）では、各記録ヘッド４のノズル２内のインクが大気に晒されないよう、キャッピング部材５はインク吐出口を含むフェイス面２ａに当接してフェイス面を外気から遮断し、突起部３はインク吐出口からノズル２内に進入する。このようにしてノズル２内のインク増粘を防止する。
【００２８】
一方、印字状態（ｂ）では、キャッピング部材５は記録ヘッド４から退避し、記録ヘッド４は印字位置に移動する。
【００２９】
図３はキャッピング前後での突起部３とノズル２との関係を示し、キャッピング部材５の各突起部３は各ノズル２内に進入するのに十分な長さ、大きさ、及び間隔で形成されており、キャッピング状態では全てのノズル２内に突起部３が進入した状態となる。すなわち、各突起部３は、隣接するノズル２（インク吐出口）の離間距離とほぼ同じ間隔で設けられている。
【００３０】
図４はノズルとキャッピング部材とを位置決めするための構成を示し、各突起部３が各ノズル２に確実に入り込むように、キャッピング部材５の端部近傍にはノズル２の位置を検知する少なくとも１つのセンサ６が設けられている。好ましくは、センサ６はキャッピング部材５のノズル配列方向の両端部に２つ取り付けられ、反射光学センサで発光受信部を有し、十字のアライメントマーク７の最適中心位置で最大反射率になるように設定されている。アライメントマーク９はセンサ６に対向する記録ヘッド４の両端近傍に設けられている。これらセンサ６によって、フェイス面内の２次元方向における正確な位置決め行なうことができ、突起部３を正確にノズル２内に進入させることが可能になる。
【００３１】
図５は突起部３の概略構成図である。ノズル２と突起部３の位置決めを行なわない構成にする場合には、複数の突起部３をシート状に全面に形成したキャッピング部材を用いてキャッピングを行ない、ノズル内２にいずれかの突起部３が進入できるようにする。この場合の隣接する突起部の間隔は、記録ヘッドの解像度に合わせ、隣接するノズル間距離（ノズルピッチ）より小さくすることが必要である。例えば、６００ｄｐｉの記録ヘッドを例とすると、突起部３の間隔は４２．５μｍ、インク吐出口の開口面積は２０×２０μｍとなり、突起部３の先端部の断面積を２０×２０μｍより小さい１０×１０μｍにすることで、突起部３がノズル２に進入可能となる。
【００３２】
突起部３の先端部は２０×２０μｍより小さければ任意の値として構わない。また、突起部３の後端部（根元部）の断面積は２５×２５μｍとし、後端部になるほど大きくなる形状を有し、吐出口の開口面積よりも大きくなるように形成する。
【００３３】
これはキャッピング状態でノズル２と突起部３の間に隙間が生じないようにするためで、吐出口の開口面積よりも大きい値であれば任意の値として構わない。また、突起部３の長さについては、ヘッド４のフェイス面からヒータ部までの距離よりも長くするのが望ましい。
【００３４】
図６は突起部とヒータ部との関係を示し、突起部３は、ノズル２内に進入した状態でヒータ部７まで到達する長さを有する。更に、記録ヘッドには突起部３に付着したインクを除去する不図示のクリーニング手段が設けられており、キャッピングしていない状態において、突起部３に付着したインクが大気に触れて増粘しないように突起部３をクリーニングする。
【００３５】
突起部３はシリコンゴム、塩素化ブチルゴム、エラストマ、樹脂等の柔軟な素材、または金属等の剛性が高く高精度に加工できる素材で構成され、成型等を用いて成型される。
【００３６】
上記実施形態によれば、ノズル２内に突起部３を進入させることでノズル２内のインクを大気から遮断し、インク増粘の発生を抑えることができる。
【００３７】
更に、印字前やヘッド回復処理前にキャッピング状態を解除すると、突起部３がノズル２から離れるに従い、図６のＳＴＥＰ１〜４に示すように、フレッシュなインクがフェイス面まで充填されていくため、増粘インクによる固着なしに正常な吐出を行なうことができる。
【００３８】
なお、記録ヘッドには、ノズル２内においてヒータ部７の一部に覆いかぶさるように延び、インク吐出口側を自由端、インク吐出口とは反対側を基部とする弁部材８が設けられている。そして、突起部３は、その先端部が弁部材８の自由端に近接する位置まで進入する。
【００３９】
図７はノズル内のインクがなんらかの原因で増粘した様子を示し、装置本体の異常やエラー等でノズル内のインクが増粘した場合であっても、キャッピングを行なうことによってノズル２内の増粘インクが突起部３によって押し出され、ノズル２内に増粘していないフレッシュなインクを充填させることが可能になる。
【００４０】
本発明は、インクに熱エネルギーを印加して吐出させるインクジェット記録装置のほか、ヒータに代えてピエゾ（圧電）素子を振動させてインクを吐出させるタイプにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る実施形態のインクジェット記録装置の概略図である。
【図２】本発明に係る実施形態のキャッピング時の動作を示す概略図である。
【図３】本発明に係る実施形態のキャッピング時の突起部とノズルの位置関係を示す概略図である。
【図４】本発明に係る実施形態のキャッピング部材と突起部の動作を示す概略図である。
【図５】本発明に係る実施形態の突起部の概略図である。
【図６】本発明の効果を説明するために突起部の動作によるノズル内部の状態を示す概略図である。
【図７】本発明の効果を説明するためにノズル増粘時のノズル内部の状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  インクジェットプリンタ
２  ノズル
３  突起部
４  インクジェットヘッド
５  キャッピング部材
６  センサ
７  ヒータ部
８  弁部材
９  アライメントマーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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